JPS5984971A - 泡堀削工法用泡流体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温下あるいは高無機塩濃度下においても、起
泡力及び泡の耐圧安定性の優れた発泡剤を用いた泡掘削
工法用泡流体の製造法に関する。

地下に蓄えられた石油、天然ガス、蒸気及び熱水などの
エネルギーは、地層を貫通して貯留層に達する孔外を通
して回収される。孔外を掘削する場合、通常掘削屑を地
上に運び出すために掘削流体が使用される。掘削流体と
してよく知られたものは掘削泥水であるが、近年発？ｂ
Ｊ剤水溶液に空気や炭酸ガスなどのガスを送り込んで泡
を発生させ、その泡を掘削流体に用いる方法が注目され
るようになった。

泡掘削工法に用いられる泡は種々の地層の影響を受ける
ため、使用する発泡剤にも種々のイ／（、能が要求され
る。発泡剤は、はとんどすべての場合に、劇塩快及び耐
硬水性が要求される。蒸気井及び熱水外を掘削する場合
あるいは掘削深度が深くなればなる程、発泡剤は耐熱性
が必要となる○′また、孔外が深く々る程、地下に掘削
流体を圧入する１Ｆ−力が高くなるため、加圧Ｆにおい
ても安定な泡を形成することのできる発泡剤が必要とさ
れる。

泡掘削工法に使用されている発泡剤にはボＩＪ　、１キ
シエチレンアルキルエーテルザルフエート及ヒビニル型
α−オレフィンスルボネートが知Ｃっれているが、前者
は耐熱性が悪く、泡の耐圧安定性も悪く、さらに起泡力
が十分でないため発泡剤水溶液の濃度を高くする必要が
ある。一方、後者は耐熱性及び起泡力のいずれもすぐれ
ているが、泡の耐圧安定性、特に高塩濃度下における泡
の耐圧安定性が十分でないため、汎用性に欠ける。

本発明者等ハビニル型α−オレフィンスルホネートが泡
掘削工法に用いる発泡剤と１７で、多くの好捷しい性能
を有することに着目し、オレフィンスルホネート類の泡
の耐圧安定性を改善することを目的として鋭意研究した
結果、低級アリールスルホネートを併用することにより
、耐塩性、耐硬水性、耐熱性及び起泡力を何ら損うこと
なく、泡の耐圧安定性が得られることを見出し、本発明
を完成した。

本発明は泡掘削工法に用いる孔外掘削泡流体を製造する
にあたシ、発泡剤として（５）炭素数１０〜２０のオレ
フィンスルホネートと０炭素数６〜９のアリールスルホ
ネートとを、Ａ／Ｂ−９９／１〜８０／２０の重量比で
含有する発泡剤水溶液にガスを導入して発泡させること
を特徴とする。

本発明において、発泡剤のＮ成分として使用されるオレ
フィンスルホネー）バ一般式 ％式％ （式中、Ｒ１は炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状の
アルキル基であり、Ｒ２及びＲ’は各々水素又は炭素数
１〜９の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であシ、Ｒ１
，Ｒ２及びＲ３の金言１炭素数は８〜１８である）。

で示されるオレフィンを、常法に従ってスルボン化し、
中和し、必要に応じて加水分解処理を行なって得られる
オレフィンスルホネートである。好ましいオレフィンス
ルホネートはＩ♂及び几３が水素であるビニル型α−オ
レフィンスルホネート（以下ＡＯ８と略記する。）、Ｗ
がアルキル基で１ｔ３が水素であるビニリデン型α−オ
レフィンスルボネート（以下■Ｏ８と略記する。）　、
）（、”が水素でＷがアルキル基であるビニレン型イン
ナーオレフィンスルホネート（以下ＩＯ８と略記する。

）であり、特にｕ２．　Ｒ３及びＲ１の合計炭素数が１
０〜１６のオレフィン（即ち炭素数１２〜１８のオレフ
ィン）が好ましい。

本発明に適したオレフィンスルボネー）ハナトリウム塩
、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カ
ルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、
モノエタノールアミン塩。

ジェタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等のア
ルカノールアミン塩及びトリメチルアミン塩等の有機ア
ミ八であシ、特にナトリウム塩。

△ カリウム塩、マグネシウ、ム塩、アンモニウム塩及びア
ルカノールアミン塩が好ましい。

本発明に好適なオレフィンスルボネートの４体例は、炭
素数１４のＡＯ８，炭素数１６のＡｏｓ、炭素数１８の
ＡＯ８，炭素数１２〜１４のＡｏｓ１炭素数１４〜１８
のＡＯ８及び炭素数１５〜１８１７）ＡＯ８、炭素数６
〜１０のチーグラーオレフィンを二量化して得られるビ
ニリデン型オレフィンから製造される炭素数１２〜１４
のＶｏｓ、炭素数１２〜１６の■ｏｓ１炭素数１４〜１
８の■Ｏ８及び炭素数１４〜２ｏノＶｏｓ１２−位にエ
チル基を有する炭素数１４〜１６のＶｏｓ及び炭素数１
４〜１８ノＶＯ８、炭素数１４＋１７）ＩＯ８、炭素数
１２〜１４ＣＤＩＯ８，炭５Ｈｉ　１４〜１８ｃ７）Ｉ
　Ｏ８及び炭素数１６〜１８のＩＯ８などであり、各々
単独で、あるいは二種以」二を組合せて使用される。

本発明において発泡剤のＢ成分として使用されるアリー
ルスルホネートは、炭素数６〜９の低級７１Ｊ−ルスル
ホネートであり、具体例としてベンゼンスルホネート、
トルエンスルボネート、キシレンスルホネート、エチル
ベンゼンスルホ４−）及びクメンスルホネートが挙げら
れる。炭素数１０以上のアリールスルホネートは泡の耐
圧安定性を改善できず、逆に高無機塩濃度下における起
泡力を低下させるので、本発明に使用することはできな
い。本発明に適したアリールスルボネートｔ」、ナトリ
ウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩。

マグネシウム塩、アンモニウム塩及びアルカノールアミ
ン塩であシ、特にアルカリ金属塩及びアンモニウム塩が
好ましい。

本発明において孔外掘削用油流体を製造するための発泡
剤水溶液は発泡剤として、（５）オレフィンスルボネー
ト及び（ト）アリールスルホネートを特定の割合で含有
する。Ａ成分とＢ成分が重量比で、Ａ／Ｂ−９９／ｌ　
〜８０／２０　（７）範囲内にある場合に、耐塩性、耐
硬水性、耐熱性、起泡力及び泡の耐圧安定性のすべてを
満足する汎用性の高い発泡剤水溶液が得られる。アリー
ルスルホネートがこの割合よりも少ない場合は泡の耐圧
安定性が十分に改善できず、一方アリールスルホネート
がこの割合よりも多い場合は、泡の耐圧安定性が急激に
低下し、アリールスルホネートを用いない場合よりも悪
くなる。人数分とＢ成分を高濃度に含有する水溶液は、
Ａ／Ｂ−９７／３〜８０　／　２０の範囲内の場合に、
凍結しても加温により容易に元の溶液状態に回復する利
点を有する。

本発明に用いる発泡剤水溶液は任意の方法で調製できる
。例えば、人数分とＢ成分を含む粉粒状組成物又は発泡
剤濃度約ｌＯ〜７０重世襲、好ましくは約２０ル５０ の濃度の発泡剤水溶液を得る方法、粉粒状又は液状のＡ
成分とＢ成分をそれぞれ所定の濃度となるように水に加
えて発泡剤水溶液を得る方法外とがある。Ａ成分とＢ成
分を含む濃厚水溶液は単に水で希釈するだけで、掘削用
泡流体の製造に使用できるので好都合である。このとき
、濃厚水溶液の粘度が高い場合は、粘度低下剤など任意
に公知の添加剤を添加することができる。

本発明の掘削用泡流体の製造に用いる発泡剤水溶液は、
人数分及び１３成分からなる発泡剤の濃度が約０．０５
〜５重はチ、好ましくは約０．１〜３重Ｆよ係である。

この発泡剤水溶液は発泡剤の他に、任意に公知の成分を
含有することができる。このような添加剤の例として、
第１級中級アルコールなどの流動抵抗減少剤，ボ゛リア
クリル酸塩，カルボキシメチルセルロース塩，水溶性ボ
リザツカライドなどの水溶性高分子に代表される増粘剤
．腐食防１１＝。

剤　ｉ）　）（　調整剤，界面活性剤，殺菌剤，アンモ
ニア、１価又は多価の低級アルコールなどが左げられる
。また、この発泡剤水溶液を製造するために使用する水
は脱イオン水，山水，河川水，地下水。

海水など鎚々の水が使用でき、含有する無機塩濃度も低
濃度から高濃度まで広範囲に使用することが可能である
。

孔外掘削用油流体は発泡剤水溶液に空気，炭酸ガス、窒
素などの発泡剤水溶液と反応しない不活性ガスを導入す
ることにより容易に製造される。

泡流体は膜を形成する発泡剤水溶液と泡内部のガスとか
らなり、ガスの割合は通常約９０〜９９．９容量チの範
囲内である。不活性ガスを発泡剤水溶液に導入する方法
は公知の手段がすべて利用可能であシ、例えば、発泡剤
水溶液下部からガスを吹込む方法、発泡剤水溶液とガス
を混合機に送って発泡させる方法などがある０ 本発明によシ製造された泡流体は、従来の方法により製
造された泡流体と全く同様に泡掘削工法に適用すること
ができる。

本発明の泡掘削工法用油流体は高塩濃度において起泡性
の優れた発泡剤を用いるので、耐塩性及び耐硬水性に優
れる。また熱安定性のよい発泡剤を用いるので、本発明
の泡流体は耐熱性に優れる。

本発明に用いる発泡剤を水性組成物として用いた場合、
凍結しても容易に元の状態に復するので、寒冷地におい
ても使用できる。

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらにより限定されるものではない。尚、本
発明で用いた性能評価法は次の通りである。

起泡力及び泡の耐圧安定性 塩化ナトリウム５重量％，塩化カルシウム０、２５重ｇ
ｃ係及び水酸化カルシウム０．０５重）１１チを含有す
る高塩濃度水（以下硬水というＯ）に発泡剤濃厚水溶液
を加え、発泡剤濃度Ｏ１１重黛係の試料を調製した。

次にこの試料２００−をシリンダーに入れ、シリンター
−下部より空気をＱ，５，ｊ／ｍｉｎの流址で１分間送
気し、発生した泡の容積を測定してこれを起泡力とした
。

次いで、シリンダー内に１神／ｃＪ（ゲージ圧）の空気
圧を３０秒間加えたのち、シリンダーのガス導入口を閉
じて内圧を約１　ｋｇ　／ｃＪに保ち、５分後に泡容積
を測定し、加圧前の泡容積に対する割合を求め、泡の耐
圧安定性とした０ 評価は次の基準に基づいて行なった。

起泡力　　　○：泡容積５５〇−以上。

△：　５００１ｎ１以上５５０　ｔｎ１未満。

ｘ　：　５００−未満。

耐圧安定性　○：泡容積比が０．５以上。

△：０．４以上０．５未満。

Ｘ　：　０．４未満。

実施例１ オレフィンスルホネート（以下Ｏ８と略す０）トシて炭
素数１４〜１８のα−オレフィンスルホン酸ナトリウム
（以下０１４〜Ｏｔｓ　Ａ　ＯＳと略す。）又は炭素数
１４〜１８のインナーオレフィンスルホン酸ナトリウム
（以下０１４〜Ｏ＋ｓ　Ｉ　ＯＳと略す。）、及びアリ
ールスルホネート（以下Ａ　ＲＳと略す。）と加えて、
濃度３０重量％の発泡剤濃厚水溶液を８１．Ｌ製した。

次に発泡剤濃厚水溶液を硬水に添加して発泡剤濃度０．
１　ｉ量饅の試料を調製し、起泡力及び泡の耐圧安定性
を測定した。

結果をＯ８とＡｌ１の比率とともに第１表に示す０ 第１表 実施例２ ０１４〜０＋ｓ　Ａ　ＯＳと第２表に記載の各種Ａ几Ｓ
を９／１の割合で含有する発泡剤濃度３０重量％の濃厚
水溶液を調製し、起泡力と泡の耐圧安定性を測定した〇 結果をＡｌ１の種類とともに第２表に示す。

第２表 実施例３ Ｏ８として炭素数１２〜１４のα−メレフインスルホン
酸ナトリウム（第３表においてＡと記載。

以下同様Ｏ）又は炭素数６〜１８のα−オレフィンスル
ホン酸ナトリウム（Ｉ３）を用い、Ａｌ１としてトルエ
ンスルホン酸ナトリウム（０）又はキシレンスルホン酸
ナトリウム（Ｄ）を用いて、発泡剤の濃した。

結果を発泡剤濃厚水溶液の組成とともに第３表に示す。

第３表 以上の各実施例から明らかな如く、本発明の実施態様で
あるＮ１２〜５，８，９．１１〜１６　及び２１〜２８
　は本発明の効果を発揮するが、Ｎα１゜６．１０及び
１７〜２０は本発明の効果を示さない。

特許出願人　ライオン株式会社 ５２９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　発泡剤として（５）炭素数１０〜２０のオレフィ
   ンスル＊　ネ−）　、！：　、（ロ）炭５Ｘ数６〜９の
   アリールスルホネートとを、Ａ／Ｂ−９９／１〜８０／
   ２０の重量比で含有する発泡剤水溶液にガスを導入して
   発泡させることを特徴とする泡掘削工法用泡流体の製造
   法。 ２、　オレフィンスルホネートカビニル型α−オレフィ
   ンスルホネート、ビニリデン型α−オレフィンスルホネ
   ート及ヒビニレン型インナーオレフィンスルホネートか
   らなる群から選ばれる特許請求の範囲第１項記載の方法
   。